综采工作面两巷及端头支护管理综合措施研究

许会成

（山西晋煤集团泽州天安恒源煤业有限公司，山西 晋城 048007）

1 概况

山西晋煤集团泽州天安恒源煤业为资源整合矿井，生产规模60万t/a。批准开采3#、9#、15#煤层，煤种为无烟煤，其中3#煤层已采，9#煤层不可采，目前开采煤层为15#煤层，矿井为低瓦斯矿井，煤尘无爆炸性，煤层为不易自燃煤层，无冲击地压危害，水文地质类型为中等。

151303 综采工作面所采15#煤层厚度2.5～3.0m，平均2.75m，含1～2层稳定夹矸，夹矸平均厚度0.1～0.6m。直接顶为炭质泥岩，随采随落，厚度0～0.5m，平均厚度0.25m；基本顶为K2灰岩，属于稳定坚硬岩层，厚度7.2～9.87m，平厚度8.63m；直接底为泥岩，局部相变为泥质砂岩，厚度0.56～3.6m，平均厚度2.08m；基本底岩性为铝质泥岩，厚度9.6～9.7m，平均厚度9.65m。工作面倾斜长度107m，走向长度350m，工作面的北面、东面为未采区，南面为工厂保护煤柱，西面为15101工作面采空区；上覆3#煤层已采；地表为丘陵地带，大部分为耕地。151303工作面采用倾斜长壁一次采全高全部垮落后退式综合机械化采煤法。工作面进、回风顺槽均为矩形断面，顶板均采用锚杆、锚索联合支护，两帮均采用锚杆支护。

2 两巷及端头管理综合措施

151303 工作面在回采过程中，采取了规范单体液压柱间、排距支设，柱与柱加设防倒绳，柱头柱底穿鞋带帽，端头架拉架顶板控制，采空区悬顶顶板弱化，两巷退锚，超前深孔预裂爆破强制放顶处理等综合措施。151303工作面两巷及端头支护具体见下示意图。

2.1 两巷超前支护措施

工作面两巷超前支护均采用DW31.5型单体液压支柱超前20m加强支护，单体液压支柱柱径100mm，初撑力不小于90kN。

（1）严格执行超前支护间、排距支设规定。在煤壁线向外不少于20m的巷道中支设两排单体液压支柱。分别在转载机两侧各支设一排单体液压支柱。在距巷帮1.0m处各支设一排单体液压支柱，间、排距2.0×1.0m，误差不超过100mm。所有支柱必须成排、成行并打成一条直线，巷道较宽、巷道片帮严重时视具体情况增加支柱。

图1 151303工作面两巷及端头支护示意图

（2）单体柱加设防倒绳，实现防倒连锁。单体液压支柱防倒采用防倒链与相邻支柱连锁防倒，防倒链采用Ф12.5mm钢丝绳及配套绳卡，且排首和排尾的连锁绳与顶板锚杆捆绑连锁，实现防倒链锁。

（3）单体柱穿鞋带帽，确保支护有效。单体液压支柱柱头必须戴柱帽，柱帽可采用板梁。柱底必须设置在实底处，底板松软时支柱要穿柱鞋，钻底量小于100mm。巷道倾斜段打设支柱时要掌握好迎山角。

（4）加强两巷端头支架与煤壁支护管理。两巷端头支架前梁与工作面煤壁之间的顶板采用DW31.5型单体液压支柱支护，排距1m，间距与超前支柱间距保持一致，若因设备影响，无法保持一致时，可适当调整，但单体柱与设备或煤帮之间应留有不小于100mm的安全间隙，防止单体柱受侧压后损坏。根据现场条件，可适当调整单体柱位置，但必须保证留有不小于0.8m宽的安全出口。若超前支护段巷帮片帮严重或安全出口处扩帮后，应及时在片帮及扩帮地段支设贴帮柱，并用背板背紧背实。

2.2 机头和机尾端头架拉架措施

工作面机头和机尾均采用ZT16000-16/30型端头支架和DW31.5型单体液压支柱支护顶板。端头支架操纵方式为手动快速本架操纵，步距0.6m。拉端头架前，先将端头架两边及前方的浮煤及杂物清净，将端头架前影响此次拉架的点柱替掉，将端头架煤柱侧的点柱回掉，然后开始拉端头架；拉端头架时必须闭锁工作面刮板输送机、转载机、破碎机，先拉端头1＃架，再拉端头2＃架，交错迈步向前拉；拉过后，将端头架两侧支设的单体液压支柱检查一遍，如发现有松动现象，必须重新升紧，背好顶帮。拉端头架过程中，首先要观察顶板情况和工作面刮板输送机机头是否推到位，确认到位后方可继续进行作业。推移支架时，严禁人员站在支架架间或煤柱侧，严禁同时降架、拉架；拉架时认真观察端头架的尾梁，以防两架相互咬架。

2.3 两巷切顶柱支护措施

（1）严格执行机头机尾切顶柱间、排距规定。两巷切顶柱采用单体液压支柱支设按照以下要求进行操作：第1排打在切顶线处，采用密集支柱切顶，柱间距不大于300mm，且单体液压支柱距支架和巷帮均不大于300mm；第2排距切顶柱0.6m，柱间距600mm，且单体液压支柱距支架和巷帮均不大于300mm；第3排距第2排0.6m，柱间距600mm，且单体液压支柱距支架和巷帮均不大于300mm。回柱时，先在切顶柱与第二排柱中间打设一排单体液压支柱作为新密集柱切顶柱，柱间距600mm，且单体液压支柱距支架和巷帮均不大于300mm。然后逐根回取切顶柱，回取的单体柱必须立即打在新密集切顶柱处，柱距不大于300mm。新密集切顶柱形成后，再推移端头支架，严禁先推移支架后回柱。

（2）采空区悬顶面积较大时的处理措施。采空区悬顶面积大于10m2时，要采取顶板弱化、超前深孔预裂爆破的方式强制放顶处理。在工作面机头机尾区域、151205巷、151206巷向顶板打深孔，在工作面前方一定距离进行爆破，超前打眼、超前爆破，预先破坏顶板的完整性，切断坚硬顶板，减小顶板一次冒落面积。

（3）两巷退锚专项措施。两巷切顶柱前及端头支架前应及时退锚，退锚不能超前和滞后，退锚作业必须严格执行退锚放顶专项措施。退锚顺序必须按照“从里向外”逐根进行，并在巷道顶板完好状态下方可进行，一般两巷支架正前方锚杆（索）距支架前梁小于0.6m时，在下次移架前进行退锚作业；其他顶板锚杆（索）在移切顶柱前，进行退锚作业，若端头支架距煤柱帮小于0.5m的安全距离时，可提前一排退取。遇到巷道有裂隙、破碎、离层或帮鼓现象，压力显现区域、构造及影响区域或周围顶板离层值大于100mm时，不得进行退锚；回采帮及煤柱帮时不进行退锚作业。

3 结语

151303 工作面回采过程中，加强了两巷超前支护、工作面两巷端头支架、工作面煤壁三角区以及切顶柱等区域单体液压柱支护技术管理，对切顶柱及两端头后的采空区悬顶面积大采用顶板弱化、两巷退锚、超前深孔预裂爆破强制放顶处理顶板等措施。该工作面自回采作业以来，有效地降低了因支护不到位、煤壁片帮、顶板局部冒落等处理支护时间和成本，保证了安全生产。